YLEISTÄ TIETOA VÄLITAAJUUSSUOTIMISTA


4.7.2009.

Perinteisten vastaanottimien välitaajuuden kaistaleveys määrättiin LC-suotimilla.
Mikäli välitaajuus on riittävän alhainen (alle 100 kHz) ja asteita on tarpeeksi, voidaan näilläkin saavuttaa riittävän hyviä arvoja.
Jotkut radioamatöörit ovat rakentaneet jotain 8-10 virityspiirin rakenteita matalille välitaajuuksille saavuttaen täysin parempiin kidesuotimiin verrattavia arvoja.
Lisäksi tämän tyyppiset kytkennät mahdollistavat virityspiirien kapasitanssien vaihtokytkennöillä mielivaltaisen joukon erilaisia kaistaleveyksiä.
Käytännössä kuitenkin nykyään ei vuosikymmeniin ainakaan kaupallisissa laitteissa näin ole tehty. Välitaajuus voidaan valita korkeammaksi ja yhdellä tai kahdella suotimella saavuttaa samat tai paremmat arvot kuin suurella joukolla LC-suotimia olisi mahdollista. Kysymyksessä ovat sitten myös tilansäästö ja kustannustekijät.



TÄSSÄ KUVASSA: COLLINSIN MEKAANISEN SUOTIMEN RAKENNE

Varsinaisia "suodatinpalikoita" on käytännössä kolmea eri rakennetta.
Nämä ovat: keraaminen-, mekaaninen- ja kidesuodin. Käytännössä käytettävä välitaajuus määrää myös suodintyypin. Elikä mekaaniset suotimet ovat käytössä normaalisti 455 kHz ja matalamilla taajuuksilla, keraamiset tyypillisesti 455kHz ja 10,7 MHz taajuuksilla (myös muut taajuudet alemmilla välitaajuuksilla) ja kidesuotimet yleensä 455kHz -200 MHz.
Haluttaessa suotimelle hyvä muotosuhde jää keraamisten suotimienkin taajuusalue yleensä 455 kHz:iin. 10,7 MHz keraamiset filtterit ovat käytössä yleensä tavallisissa ULA vastaanottimissa. Kun tarvitaan 10,7 MHz:llä laadukasta suodinta niin valitaan kidefiltteri. Näin esimerksi tehtiin vanhemmissa radiopuhelimissa.

Mikä suodin sitten kannattaa valita käyttöön, jos taajuus on sellainen, että voidaan valita vaikkapa kaikista kolmesta vaihtoehdosta?
Kun tärkeimpinä kriteereinä ovat hinta ja pieni koko niin keraaminen suodin on paras vaihtoehto. Tietysti sopivuus asennuspaikkaan helpottaa työtä myös kuten se onko impedanssisovitus ko. paikassa sopiva juuri tietyntyyppiselle filtterille.
Suotimen oikeasta impedanssisovituksesta on ollut DX-kuuntelija ja Radiomaailma lehdissä mm. Juha Mallatin artikkeleja.
Yleensä olen tottunut pitämään mekaanisia suotimia parempina kuin keraamisia.
Vaikka esim. pienikokoisen Rockwellin mekaanisen filtterin spesifikaatioiden arvot -6dB ja -60dB eivät vaikuta ihmeellisiltä verrattuina Muratan parempiin keraamisiin on kokemuksen mukaan Rockwellin suodin monen mielestä parempi.
Se voi johtua toimintaperiaatteen aiheuttamasta "soundierosta" kuin myös erilaisesta päästökaistan ulkopuolisten taajuuksien vaimennuksesta.
Raskaan sarjan ammattilaisvastaanottimissa kuten SRT:n CR91, Telefunken E1800, EKD500 yms. on käytetty itäsaksalaisen RFT:n tekemiä mekaanisia filttereitä viimeisellä 200 kHz välitaajuudella.
Mielestäni nämä filtterit edustavat parasta tasoa mitä mekaanisten filtterien alueella on tehty. Esimerkkinä löytyy yhden tämmöisen filtterin tiedot tästä
Miten sitten se filtteri vaimentaa niitä päästökaistansa ulkopuolisia taajuuksia?
Näistä asioista ei välttämättä aina saa selvää tietoa. Tästä näkyy vähän siitä,miten "helmat" rupeavat nousemaan keraamisella suotimella päästökaistan ulkopuolella.

Vieressä olevissa kuvissa näkyy Muratan metallikuorisia suotimia mittoineen.
"kevyemmän sarjan" filtterit ovat sitten kokonaan muovikoteloisia. Hintapolitiikaltaan Muratan suotimet ovat nykyään halvempia kuin takavuosina.
Liekö sitten aiemmin ollut kysymys "välikäsien ottamista voitoista", mutta kuitenkin maahantuojalta Berendsen Componets'ilta useimpia tyyppejä saa muutamilla kympeillä +ALV ja postikulut.

Vaativaan käyttöön on olemassa parempia mekaanisia suotimia, joita on käytetty monissa ammattilaisvastaanottimissa. Hintaluokka on niissä sitten vähintään sama kuin hyvissä kidesuotimissa. Mekaanisten suotimien ominaisuuksiin kuuluu myös yleensä suuri koko ja samaa luokkaa oleva vaimennus kuin keraamisilla.
Kidesuotimien ominaisuuksista voidaan mainita selvästi muita tyyppejä pienempi vaimennus parempi muotosuhde per resonaattorien määrä ja pienillä taajuuksilla suuri koko.
Kidesuotimien hinta on yleensä tarvitsemiemme mallien suhteen korkea.
Massatuotteina tehdyt mallit, joita on käytetty esim radiopuhelimissa ovatkin sitten selvästi edullisempia, mutta niillä ei ole käyttöä yleensä kuin joisain kapeakaista-FM kuuntelussa. Tässä yhteydessä tulee mieleeni, että käytöstä poistettujen radiopuhelin järjestelmien systeemeissä on ollut korkeatasoisia esim.70MHz filttereitä, joita voisi ajatella vaihtaa monissa uusissa vastaanottimissa olevien ensimmäisen välitaajuuden suotimien tilalle. Ne alkuperäiset eivät useinkaan ole kovin ihmeellisiä suorituskyvyltään.
Elkamasta on ollut saatavissa pilkkahintaan myös 45 MHz taajuudelle tehtyjä Tele-Quarzin hyvälaatuisia 15 kHz leveitä kidesuotimia. Tarkempia datoja näistä saa kirjoittajalta tarvittaessa. Nämä voisivat olla käyttökelpoisia esim Lowen vastaanottimiin.

Viereisessä kuvassa on nähtävissä koko joukko erilaisia välitaajuussuotimia.
Ylimpänä on esim. Collins 51-J4 vastaanottimessa käytetty saman tehtaan 3,1 kHz mekaaninen suodin.
Muut kuvan filtterit edustavat erilaisia kidesuodinmalleja lukuunottamatta vasemmalla alhaalla olevaa Muratan keraamista filtteriä CFJ455K5.

Vaikka olenkin sitä mieltä, että esim. 8-resonaattorinen kidesuodin päihittää esimerkiksi kaikki normaalit keraamiset filtterit, niin muodostuu ongelmaksi kuitenkin saatavana olevat kaistalevydet. Amerikkalainen International Radio ilmoittaa kylläkin valmistavansa tilauksesta asiakkaan speksien mukaisia suotimia. Ja hinta on varsinkin 455 kHz taajuudelle kova, jos suodinta tarvitaan vain yksi kappale.
Filtterivalmistajana erittäin tunnetulta KVG:ltä ei löydy yleensä hyviä filttereitä näihin modifiointihommiin. Sensijaan varsinaisiin rakenteluprojekteihin esim.9MHz väli taajuuksille ja lukemattomille muille riittää korkealaatuisia suotimia.
Radioamatöörien SSB-suotimiksi sopivia on jo kohtuullinen valikoima olemassa esimerkiksi monien tehdasvalmisteisten laitteiden lisävarusteena. Kukaan ei kiellä käyttämästä niitä eri laitteessa. Olenkin joskus asentanut AOR7030:een Yaesun kidesuotimen.
Kun monet kuitenkin haluaisivat hyvän suotimen johonkin 3 kHz kaistanleveysluokkaan, niin semmoisen löytäminen kidesuotimista voi olla vaikeaa kun puhumme 455kHz taajuudesta.

Kiwa Electronics valmistaa "aktiivista suodinpakettia" , jossa sisältö koostuu keraamisista filttereistä ja vahvistinasteista. Tällä värkillä ei ole vaimennusta lainkaan ja sitä on saatavissa eri kaistaleveyksille.
Esimerkki tämmöisen suodinpalikan läpäisykäyristä on tässä.

Viereisessä kuvassa esiintyy muuten Rockwellin "moderni" mekaaninen filtteri, jonka kokoa voi hyvin verrata piirilevyllä näkyvään mikropiirin kulmaan.

Monien pienikokoisimpien keraamisten suotimien suhteen on syytä olla tarkkana sen takia, että niiden tulo- ja lähtönavat sijaitsevat mielestäni turhan lähellä toisiaan.
Jos suodin joudutaan asentamaan pidennettyjen johtimien päihin on syytä käyttää maadoitettua suojalevyä niiden välissä tai johdottaa filtteri "taitavasti" asennetulla koaksiaalikaapelilla.

Pikkuhiljaa yleistyvä digitaalinen välitaajuuden käsittely voi olla "lopullinen ratkaisu" näihin epäsopivien kaistanleveyksien ongelmiin.
Kuitenkin menee paljon aikaa ennenkuin analogisella tekniikalla tehdyt syrjäytyvät täysin käytöstä. Todennäköistä olisi, että valmistuskustannusten suhteen uusi tekniikka tekisi hyvistä vastaanottimista halvempia kuin nykyisin. Tosiasia on kuitenkin luultavasti toisennäköinen. Eli jos saadaan uusia ominaisuuksia niin voidaan vaatia enemmän hintaa oli laite tehtaalle sitten halvempi tai kalliimpi tehdä.

TAKAISIN